本發(fā)明屬于起爆器材技術(shù)領(lǐng)域,是藥劑延期雷管的一個部件,具體涉及一種高精度安全型延期元件。技術(shù)背景目前工業(yè)雷管延期元件多采用鉛芯拉拔技術(shù),將延期藥裝入澆鑄的鉛管中,經(jīng)多次滾壓和套模拉拔制成單芯或多芯鉛延期體,根據(jù)切長和配方確定延期時間;由于鉛質(zhì)軟,藥芯密度超過一定值后,擠壓鉛壁變形,使藥芯直徑和密度不均;對于多芯延期體,在拉拔過程中力的作用不同,使藥芯成不規(guī)則條形;在卡中印處藥芯變細(xì),延期元件整體變長;另外,在藥芯密度較小時,或延期藥配方改變時,在延期元件兩端會出現(xiàn)掉藥現(xiàn)象;諸如上述工藝均會影響延期藥燃燒精度,同時鉛的大量使用不利于環(huán)保。電子雷管延期時間精度高,它的發(fā)明推動了微差爆破技術(shù)的發(fā)展,但是電子雷管生產(chǎn)及人員操作技術(shù)要求高、價格昂貴,不能在爆破工程中普及,而煤礦井下嚴(yán)格禁止使用電子雷管。中國專利,專利號CN2628986Y,公開的工業(yè)雷管用延期體,其延期藥約束材料為鉛或者鉛銻合金,外層用塑料護(hù)層;管式延期元件裝入金屬管殼中,加壓制成;該實用新型無卡中印,消除了卡中印對延期精度的影響,但不能有效控制延期藥的裝藥密度和解決裝藥密度一致性的問題。中國專利,專利號CN201637356U,公開的精細(xì)雷管,其延期體是由壓制成型的延期藥柱退入包覆管中制成,而不同配方延期藥的流散性,使壓制成型和退入包覆管困難,技術(shù)要求高,另外包覆管材料在延期藥燃燒過程中會參與反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體,勢必改變延期藥燃燒的局部壓力環(huán)境,從而影響延期精度。中國專利,專利號CN102173971A,公開的微鉛延期導(dǎo)爆管雷管制作方法,其延期體是通過拉拔技術(shù),將裝有延期藥的鉛及鋁合金管拉拔成所需直徑的細(xì)金屬管,然后對金屬管進(jìn)行涂塑后制成延期體,切成延期元件組裝成延期雷管,該發(fā)明中避免大量使用鉛延期約束材料污染環(huán)境;金屬管外層涂塑減小了金屬材料的使用以及延期藥燃燒過程中的熱散失,有利延期藥的穩(wěn)態(tài)燃燒,但拉拔工藝不能精確定量控制延期藥的裝藥密度,拉拔過程中金屬管先裝延期藥劑,存在安全隱患,金屬鋁管的選取限制了該延期元件在煤礦許用毫秒電雷管上的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明專利目的在于:針對現(xiàn)有延期元件的壓藥密度、藥芯形狀難以準(zhǔn)確控制,影響延期精度,并結(jié)合煤礦許用毫秒延期電雷管延期元件安全性的要求,發(fā)明一種高精度安全型延期元件。本發(fā)明專利高精度安全型延期元件包括:延期元件的結(jié)構(gòu),延期約束元件的制備,延期藥的裝藥。本發(fā)明專利高精度安全型延期元件所述延期元件由三部分構(gòu)成,外層包裹層,其材質(zhì)為導(dǎo)熱系數(shù)小、質(zhì)軟、低熱能、延展性良好的金屬,如鉛、鉛銻合金。包裹層外徑為6.2±0.1mm,壁厚在1.6~2.2mm范圍內(nèi),次層約束層為低熱能硬金屬圓管,壁厚在0.5~1.0mm范圍內(nèi),如銅管、不銹鋼管、鋅合金管等,金屬管能夠保證在包裹過程以及壓藥過程中管壁不變形,使藥劑形狀及裝藥密度一致,中間為藥芯藥劑,根據(jù)延期時間的要求選擇不同系列、不同配方延期藥劑,經(jīng)壓裝后,藥芯為規(guī)則圓柱形,其藥芯直徑在1.0~2.0mm范圍內(nèi)。本發(fā)明專利高精度安全型延期元件所述的延期約束元件的制備過程中,根據(jù)不同系列、不同配方延期藥,選取次層硬金屬約束圓管的材質(zhì)和管徑,選取原則:低放熱延期藥約束管徑可以選擇大直徑約束圓管,高放熱延期藥藥芯的約束管徑可適當(dāng)減小,在硬金屬圓管外套上包裹金屬管,經(jīng)冷拔后緊密包裹內(nèi)層硬金屬約束層,采用精密切割將空心延期體切成所需長度的延期約束元件。本發(fā)明專利高精度安全型延期元件所述的單個延期元件的裝藥是在特制的裝藥裝置中進(jìn)行,該裝置包括固定底槽、倒錐形漏斗、頂桿、定壓壓力機、定量器,其裝藥過程在于:將延期約束元件底部置于固定底槽內(nèi),頂部套上專用倒錐形漏斗,根據(jù)不同系列、不同配方延期藥穩(wěn)定燃燒所需的密度,計算單次藥量和壓藥壓力,選取定量器,設(shè)置壓藥壓力;采用定壓裝置作用于頂針壓藥,頂針直徑與硬金屬內(nèi)徑一致,進(jìn)行多次、定量、定壓裝藥,至藥柱高度與延期約束元件高度齊平。本發(fā)明高精度安全型延期元件的有益效果是:次層硬金屬約束層能夠保證延期藥壓裝成高密度后藥柱不變形,保持規(guī)則柱狀結(jié)構(gòu);采用多次、定量、定壓裝藥能夠確保藥柱密度均勻一致,提高藥劑燃燒穩(wěn)定性,提高延期精度;外層包裹金屬采用導(dǎo)熱系數(shù)小、易延展、低熱能、易拉拔成形,并緊密包裹次層硬金屬,低熱值材料適用于煤礦井下,根據(jù)藥芯直徑大小可滿足煤礦井下不同安全等級的要求。附圖說明圖1為本發(fā)明延期約束元件結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明延期元件結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明裝藥圖。其中:1外層包裹層,2次層硬金屬約束層,3延期藥柱,4固定底座,5倒錐形漏斗,6壓藥頂桿,7延期約束元件,8延期元件,9裝藥裝置。具體實施方式實施例1.裝藥密度均勻性控制。選取材質(zhì)為不銹鋼金屬圓管,外徑為3mm,壁厚0.5mm作為硬金屬約束層,外層包裹層選取材質(zhì)為鉛,將鉛管套在不銹鋼圓管上,經(jīng)拉拔成外徑為6.3±0.1mm的延期約束體,切割成15mm長度,即成延期約束元件,將延期約束元件置于固定底座內(nèi),套上專用倒錐形漏斗,選取直徑為2mm的壓藥頂桿,藥劑為鉛丹-硅-硒系三段延期藥配方,壓藥壓強為300Mpa,根據(jù)頂桿截面計算壓藥機設(shè)定壓力F值,稱量延期約束元件質(zhì)量為m1,加藥、壓藥至藥柱高度與延期約束元件高度相等,稱量延期元件的質(zhì)量m2,由式ρ=(m2-m1)/(πD2/4)×H,其中H為藥柱高度,D為藥柱直徑,從而計算藥柱密度,表1為10次裝藥密度統(tǒng)計。表1實施例2.延期元件延期時間測試。利用光電測試技術(shù)測試上述延期元件延期時間,將延期體裝入兩端開口的金屬管中,利用特殊密封器固定樣品和光電傳感器,由示波器顯示測試波形,從波形讀出每發(fā)延期元件的延期時間,經(jīng)統(tǒng)計分析,得表2所示數(shù)據(jù)。表2上述兩個實施案例結(jié)果表明:經(jīng)過多次、定量、定壓壓裝的延期元件,藥柱密度均勻性好,密度相對偏差在1.67%;延期時間測試結(jié)果表明,延期時間精度較高,極差為3.210ms,相對極差為1.568%。實施案例3.延期元件壁面溫度測試。選取材質(zhì)為不銹鋼金屬細(xì)管,外徑為2mm,壁厚0.5mm作為硬金屬約束層,外層包裹層選取材質(zhì)為鉛,將鉛管套在不銹鋼圓管上,經(jīng)拉拔成外徑為6.3±0.1mm的延期約束體,切割成15mm長度,即成延期約束元件,將延期約束元件置于固定底座內(nèi),套上專用倒錐形漏斗,選取直徑為1mm壓藥頂桿,藥劑為鉛丹-硅-硒系三段延期藥配方,壓藥壓強為300Mpa,根據(jù)頂桿截面計算壓藥機設(shè)定壓力F值,加藥、壓藥至藥柱高度與延期約束元件高度相等。選取工廠成品3段煤礦許用電雷管用延期元件,利用紅外測溫儀測試延期元件燃燒時壁面溫度。表3實驗結(jié)果表明,發(fā)明的高精度安全型延期元件藥芯燃燒過程中,產(chǎn)生的熱量經(jīng)約束元件熱傳導(dǎo)至壁面,使壁面溫度升高,溫度值與現(xiàn)有3段煤礦許用電雷管用延期元件壁面溫度相差不大。由以上實驗案例證明:高精度安全型延期元件,藥芯密度均勻易控制,延期精度高;燃燒過程中,延期元件壁面溫度低,延期約束元件材質(zhì)低熱能,適合煤礦井下使用。